AS-Interface (interfaz de sensor de actuador en inglés ) ( léase Azi ) es una interfaz para sensores y actuadores, así como una red industrial , diseñada para transmitir señales predominantemente discretas. Normalmente se utiliza en ingeniería mecánica . Es una tecnología "abierta". La especificación ha sido desarrollada y mantenida por los principales fabricantes de sistemas de automatización (actualmente más de 100 firmas miembro). Topología de red: cualquiera. Para conectar los sensores, se desarrolló un cable plano especial con conexión de punción de aislamiento (los terminales de cuchillo se proporcionan en el diseño de los módulos de E/S). AS-i versión 2.11 permite la transmisión de señales analógicas.
La última versión de la especificación es AS-i 3.0.
Existe un perfil de protocolo para los sistemas ASi-Safe. Los dispositivos a prueba de fallas se conectan a través del mismo cable y admiten niveles de seguridad hasta SIL ( Nivel de integridad de seguridad ) 3 según IEC 61508 y hasta Categoría de seguridad 4 según EN 954-1.
AS-Interface fue desarrollado a finales de los 80 y principios de los 90 por un grupo de empresas que ofrecían sensores industriales sin contacto (sensor inductivo, sensor fotoeléctrico, sensor de volumen, sensor ultrasónico). El primer sistema operativo se presentó en la Feria de Hannover en 1994.
En su forma original, la red podía admitir hasta 31 dispositivos de E/S, cada uno de los cuales podía recibir y transmitir 4 bits de datos, lo que daba como resultado una red de 124 entradas y 124 salidas. Funciones importantes, como la sustitución automática de un nodo, ya formaban parte del sistema. El tiempo de actualización de la red se calcula fácilmente multiplicando la cantidad de nodos de E/S por el tiempo de actualización de cada nodo.
El estándar resultó ser extremadamente popular, lo que provocó la necesidad de revisión y mejora. La nueva versión del estándar permitió el uso de dispositivos analógicos de entrada y salida y también aumentó el número de dichos dispositivos a 62. Para mantener la compatibilidad con versiones anteriores, el tamaño de los datos transmitidos no se modificó. En su lugar, se utilizó uno de los cuatro bits de salida para elegir entre los denominados nodos A y B. Esto permitió utilizar dos veces cada una de las 31 direcciones (1A-31A + 1B-31B). Como consecuencia de esta forma de aumentar los nodos, el uso de los 4 bits de salida se volvió imposible. Por lo tanto, este estándar proporciona 248 entradas y 186 salidas. El tiempo máximo de actualización de la red es de 10 ms.
En 2005, era necesario ampliar las capacidades del protocolo. Además, ha habido una creciente necesidad de soluciones de redes industriales basadas en Ethernet de bajo nivel que compensen sus deficiencias. Esta especificación resolvió la mayoría de los problemas que surgieron al definir nuevos perfiles de comunicación para datos digitales y analógicos, así como la posibilidad de transmisión de datos en serie. A continuación se muestra una lista de nuevas funciones:
Con estas nuevas capacidades, AS-Interface se convierte en el socio de red ideal para cualquiera de los protocolos industriales basados en Ethernet actualmente disponibles. Están disponibles puertas de enlace a EtherNet/IPTM, PROFINET, Modbus/TCP, SERCOS III, etc.. Se cree que las soluciones de red basadas en AS-Interface y Ethernet no requerirán cambios significativos en los próximos 10 años.
Una red AS-Interface solo requiere unos pocos componentes básicos en las siguientes categorías:
Los escáneres y las puertas de enlace realizan dos funciones. Intercambio de datos con módulos y cambio de sus datos de entrada/salida. La funcionalidad del maestro (escáner/pasarela) se define en el perfil maestro de la especificación AS-Interface. Este perfil se definió en la especificación de la última versión 3.0. Cualquier red puede tener solo un escáner. Con respecto a PLC/DCS o PC, el escáner/puerta de enlace es el dispositivo esclavo. La comunidad de AS-Interface generalmente usa la palabra puerta de enlace cuando un maestro de AS-Interface se conecta a una red de capa superior como DeviceNet o Profibus. Dado que la comunicación de AS-Interface se basa en un método de comunicación maestro-esclavo, cualquier red solo debe tener un maestro a la vez
Cualquier segmento de AS-Interface debe estar habilitado. Esto generalmente se logra conectando la alimentación de AS-Interface.Estos materiales tienen ciertas características únicas con respecto a los circuitos internos y el voltaje de salida. El voltaje estándar de 24 V del dispositivo no se puede utilizar para alimentar directamente el segmento. La longitud total del cable de red AS-Interface en un segmento no debe exceder los 100 metros. Se pueden utilizar repetidores para aumentar la longitud. Existe un concepto erróneo común con respecto al número de repetidores en una red. Se afirmó que la longitud máxima de una red AS-Interface podría ser de 300 metros, creada utilizando dos repetidores. Esto no es enteramente verdad. Lo que importa no es cuántos relés se utilizan, sino cuántos relés atravesará un paquete de datos de un escáner o puerta de enlace antes de llegar al nodo de E/S. Debido a las severas limitaciones de tiempo, se determina que cada paquete solo puede atravesar dos saltos antes de llegar al nodo AS-Interface. Esto tiene las siguientes implicaciones:
Este es el grupo más grande de componentes e incluye módulos de E/S digitales y analógicas, botones, sensores con ASIC incorporado, en general, cualquier dispositivo que pueda comunicarse con el PLC. Cada módulo debe tener una dirección única en la red. Para AS-Interface, el espacio de direcciones varía de 0 a 31, donde 0 no se puede usar, está reservado para el reemplazo automático de un nodo. Desde la adopción de la especificación 2.11, este espacio de direcciones se divide en direcciones extendidas A y B. Como resultado, usando un módulo diseñado para soportar este modo de direccionamiento, es posible tener dos módulos en cada dirección.
La gran mayoría de los sistemas AS-Interface utilizan un cable plano AS-Interface, definido como parte de la especificación AS-Interface. Relativamente pocas industrias (por ejemplo, la automatización de procesos) utilizan cable redondo, principalmente porque es más fácil de pasar por una tubería. Si bien la forma del cable no es importante (puede usarse cualquier otro cable), la elección de las características eléctricas del cable es importante. Para evitar problemas asociados con la selección incorrecta de cables, los expertos sugieren elegir un cable plano AS-Interface. Este cable está diseñado para usar tecnología de cable perforado. Cuando el módulo AS-Interface está instalado en la red, las agujas perforantes penetran en la cubierta del cable y presionan los hilos de cobre internos sin cortarlos. Esto le permite instalar módulos en cualquier lugar de la red sin preparación previa. Otra ventaja de la instalación rápida es minimizar la posibilidad de un cortocircuito.
Hay varios tipos de cables:
Dentro del cable AS-Interface de cualquier color, hay dos hilos con aislamiento marrón (+) y azul (-).
La red AS-Interface es un conjunto de segmentos de red. Hay muy pocas reglas que deben seguirse al diseñar una red AS-Interface:
Usando estas reglas básicas, debe quedar claro que:
En algunos casos, existe la necesidad de aumentar la longitud de la red. Para hacer esto, se utilizan terminadores y sintonizadores.
Los terminadores son dispositivos especiales que deben ubicarse en el extremo físico de la red para evitar el reflejo de la señal. El terminador funcionará de manera estable solo si el segmento de red es casi lineal. Este es un inconveniente importante, porque. en la mayoría de los casos, se deben utilizar topologías más complejas. El sintonizador se usa de la misma manera que el Terminator (nuevamente, los segmentos deben ser lineales), pero difiere en sus características eléctricas. El sintonizador, una vez conectado al segmento, debe activarse (o sintonizarse).Durante este proceso, el sintonizador cambia activamente los valores de su resistencia interna y determina la configuración óptima para este segmento, es decir. aquellos que minimizan el número de errores en la red. Si bien esta optimización del proceso es una fortaleza del sintonizador y permite construir redes más grandes, también es una desventaja importante. El uso de terminadores no requiere una configuración de red adicional al cambiar la cantidad de nodos, mientras que al usar sintonizadores, es necesario reconfigurarlos cada vez que se conecta (desconecta) un nuevo nodo. Al usar terminadores y sintonizadores en combinación con repetidores, se debe tener en cuenta que el tiempo de propagación de la señal a través de cables y repetidores aumentará. Para resolver este problema, se han desarrollado repetidores especiales.
| Redes industriales | |
|---|---|
| Autobuses del sistema de control | |
| Periféricos distribuidos | |
| Tecnología de accionamiento |
|
| Dispositivos de campo |
|
| Automatización de edificios | |